李雅庄矿4#煤层极难选煤深度物理加工技术研究

杨 斌

（霍州煤电集团有限责任公司煤质加工部，山西 霍州 031400）

李雅庄煤矿4#煤层中+0.5mm部分属于极难选煤，低密度级含量少及内在灰分高，中间密度级含量大且灰分矿物嵌布细而密致。-0.5mm煤泥的可选性稍好，但中等灰分的成分含量多，常规浮选过程不能得到较高产率的低灰精煤。对4#煤层采用常规的选煤工艺，欲得到灰分10%左右的精煤十分困难，产率不超过30%，当前4#煤层已封闭。论文对极难选煤进行深度物理加工研究，保持精煤灰分在10%左右的条件下提高精煤的产率试验研究用的煤样是2010年8月采取的试验煤样共200kg。

1 4#煤层试验样的浮沉组成

对试验样+0.5mm部分进行多次浮沉试验，确定了合适的分割密度和相对应的生产大样数据。数据表明：

（1）试验样的总灰分（19.44%）远低于生产大样的总灰分（30.60%）。因为试验样+1.8g/cm3密度级的含量和灰分（6.56%和58.80%）远低于生产大样的对应值（22.04%和72.28%）。试验样中未混入开采过程中破碎的顶底板岩石。

（2）试验样中低密度级的内在灰分含量高，用1.4g/cm3密度分割，浮煤灰分远高于10.00%；用1.36g/cm3分割，浮煤灰分仍高达11.38%。可见试验样代表的煤炭更难选。

为了使预测的分选效果接近实际，把生产大样中+0.5mm粒级中的+1.8g/cm3密度级按比例置换到试验样中，得“调整后试验样”。“调整后试验样”的总灰分提高到28.41%，保持低密度级的含量和灰分，但预测的精煤产率将降低。

2 原煤的分割密度及深加工试验研究内容

分选指标相当于理论的分选结果，即：-1.36g/cm3密度级相当于重介旋流器的精煤；+1.36～1.50g/cm3密度级，重介旋流器底流，即洗混煤；-1.50g/cm3密度级，跳汰精煤；+1.50～1.80g/cm3密度级，跳汰中煤；+1.80g/cm3密度级，跳汰矸石。

要实现4#煤入选，提高精煤的产率，必须实现下面的试验研究：（1）实现代表洗混煤主要成分是+1.36g/cm3～1.50g/cm3密度级的深度加工试验；（2）对-0.5mm煤泥进行常规的浮选试验，得到灰分接近于目前生产情况的浮选精煤和尾煤。（3）对浮选尾煤进行深加工试验研究。

3 +1.36～1.50g/cm3密度级（+0.5nm）深加工试验

先后进行了+1.36～1.80g/cm3密度级、+1.38～1.80g/cm3密度级、+1.36～1.50g/cm3密度级的中煤试验。确定+1.36～l.50g/cm3这个密度级范围作为深加工的中煤进行深入试验。不同磨矿细度的试验结果表明，在较粗的磨矿细度下，平均粒度为23.81μm，认定为较佳的磨矿细度。

超细磨后中煤的分选采用选择性聚团—浮选方法，即把一种选择性团聚捕集剂放入被高剪切搅拌的超细煤的煤浆中，使低灰的煤粒相互团聚成较粗的团粒，然后用浮选法分离。分离得到的泡沫进行再浮选称为第一次精选，依次类推，可进行多次精选。经过对分选条件的系列试验，确定了较好的试验结果如表1所示。

表1 +1.36～1.50g/cm3密度级中煤深加工试验最佳结果

4 常规浮选尾煤深加工试验

用试验的浮选尾煤作试验原料。首先进行磨矿细度的试验，确定4.50μm为最佳细度。同时CaO 2kg/t做为黄铁矿抑制剂。进而确定最佳的试验结果见表2所示。

表2 常规浮选尾煤深加工最佳结果

5 常规选煤与副产品深加工相结合的综合效果

以调整后试验样为入选原煤，假设分选效率100%，引入副产品深加工工艺后，产物平衡如表3数据所示。

根据李雅庄选煤厂2011年8月的综合资料，推算出重力分选的效率指标如下：

（1）+0.5mm跳汰精煤的数量效率为75%；

（2）+0.5mm重介精煤的数量效率为85%；

（3）跳汰矸石的灰分与入选原煤中+0.5mm粒级中+1.8cm3密度级灰分接近，+1.8cm3密度级矸石的排矸率为85%。

利用上述经验数据可以推算出全厂的实际选煤效果。因为中煤和分选尾煤深加工后精煤灰分的不同水平，所以全厂的实际选煤结果也有多种方案。为便于对比，选取总精煤灰分接近的方案。对调整后试验样作为入选原煤的实际选煤效果如表3所示。

表3 常规选煤与深加工工艺结合的产物平衡

6 总结

（1）对常规选煤工艺得出的副产品进行深加工是提高全厂精煤产率的有效途径。选煤副产品通常是指中煤和尾煤泥。通过对4#煤层试验，确定中间旋流器的底流产物和保持常规浮选精煤灰分在10%以下时的浮选尾煤作为副产品进行深加工是合适的。

（2）对相当于重介旋流器底流产物的试样进行深加工的结果较好：精煤灰分为9.24%～10.59%，产率为61.32%～76.69%，可见降灰潜力很大，而且精煤产率很高。跳汰和重介两个作业的操作含量配合后，重介旋流器底流约占入选原煤的18%以上，对其进行深加工后可增加总精煤产率11个百分点以上，是大幅度提高产率的主要措施。

（3）常规浮选尾煤的灰分稍高，深加工后也取得较好的结果：精煤灰分为7.34%～10.98%，精煤产率为35.02%～54.28%，降灰潜力也很大，精煤产率不低。尾煤中含有一定量的黄铁矿，在深加工过程中附带采取抑制黄铁矿的措施，全硫的脱除率高达87.1%～77.6%，额外回收的精煤的硫分在0.46%～0.51%，符合要求。常规浮选尾煤量占入选原煤的9%，对其进行深加工后可增加总精煤回收率3%以上。

该矿4#煤层极难选煤深度物理加工技术的研究结果经济效益显著，为实现4#煤层重新开采奠定了基础。